一种热塑性交联聚乙烯树脂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热塑性交联聚乙烯树脂(TPEXa)的制备方法，它是以高密度聚乙烯树脂(HDPE)或耐热聚乙烯树脂(PERT)为原料树脂，采用过氧化物进行动态同步交联改性，所得产品为TPEXa树脂，其综合性能优于PERT II，接近于PEX，由于保留了热塑性，可以进行挤出成型、注射成型、吹塑成型等，其废品可以热熔再制，用其制成的管材可以热熔焊接，低碳环保，动态同步交联所用主要设备为常见的通用设备，塑料成型加工企业容易实施，HDPE原料合成企业实施优势更大。更大。更大。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性交联聚乙烯树脂的制备方法


[0001]本专利技术属于塑料加工
，具体涉及一种改性塑料的制备方法，特别是一种过氧化物交联的热塑性交联聚乙烯树脂(TPEXa)的动态交联制备方法。

技术介绍

[0002]交联技术，是PE改性的一种重要的有效方法。PE的深度交联，线型的PE大分子大部分形成网状结构，不溶不熔，完全失去了热塑性，被称为交联聚乙烯(PEX)。PEX的交联按ISO15875划分有：
[0003]PEXa，HDPE的过氧化物交联产物；
[0004]PEXb，HDPE的硅烷交联产物；
[0005]PEXc，HDPE的高能射线辐照交联产物；
[0006]PEXd，HDPE的偶氮交联产物。
[0007]PEXa的交联过程中，PE的大分子链之间不允许发生相对运动，被称为静态交联。静态交联又分为静态同步交联和静态后交联，如采用柱塞式挤出机的推压挤出成型的PEXa管或异型材，物料的熔融、塑化、成型和交联过程是在挤出机机头的狭缝中同时完成的，被称为静态同步交联，在完成这些过程时，制品型胚在机头狭缝中整体移动并被推出口模进行定型冻结，大分子链之间不发生相对运动；再如采用螺杆式挤出机的连续挤出成型PEXa管，物料的熔融、塑化是在挤出机內完成的，制品型胚的成型是在机头的狭缝中完成的，无论是在挤出机内还是在机头的狭缝中，理论上交联反应是不允许发生的，物料的大分子链之间的相对运动是被允许的。但制品型胚从口模吐出后进入高温交联区间进行交联反应，直到其完成定型冻结，此时物料大分子链间都不允许发生相对运动，被称为静态后交联。PEXa既可以是静态同步交联，也可以是静态后交联，但在交联的过程中，物料的大分子链之间均不允许发生相对运动，如果发生了相对运动，由于大分链之间逐渐丧失可熔接的热塑性，将无法成型。
[0008]本专利技术人通过对PE进行过氧化物微交联，专利技术了过氧化物交联热塑性交联聚乙烯(TPEXa)树脂。其中PE大分子链间小部分发生了交联反应，大部分PE大分子链仅仅发生了链增长，二者互相缠结形成最终产物，可溶可熔，仍保持着热塑性。其耐热性、抗蠕变性得到提升，但仍保持着热塑性。其可用于如同普通PE一样的成型加工方法挤出、注射等进行加工成型，综合性能优于PERT II和PEX。
[0009]TPEXa树脂的制备沿用PEXa的静态交联方法，包括采用柱塞式挤出机的静态同步交联和采用螺杆式挤出机的静态后交联，带来的弊端是：前者效率极低，后者树脂的造粒只能是拉条切粒，所制TPEXa树脂颗粒楞角明显、甚至会出现连粒现象，不利于物料的输送；工艺装备复杂、工艺流程长、操作困难大；两者都不利于大规模生产。

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种热塑性交联聚乙
烯树脂(TPEXa)的制备方法，它是以高密度聚乙烯树脂(HDPE)或耐热聚乙烯树脂(PERT)为原料树脂，采用过氧化物进行动态同步交联改性，所得产品为TPEXa树脂，其综合性能优于PERT II，接近于PEX，由于保留了热塑性，可以进行挤出成型、注射成型、吹塑成型等，其废品可以热熔再制，用其制成的管材可以热熔焊接，低碳环保，动态同步交联所用主要设备为常见的通用设备，塑料成型加工企业容易实施，HDPE原料合成企业实施优势更大。
[0011]本专利技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
[0012]一种热塑性交联聚乙烯树脂(TPEXa)的制备方法，以高密度聚乙烯树脂(HDPE)或耐热聚乙烯树脂(PERT)为原料树脂，添加有机过氧化物交联剂、抗氧剂和其它功能助剂，通过动态同步交联改性，制备出TPEXa树脂，其中，物料的熔融、共混、塑化、成型和交联同时完成。
[0013]所述原料树脂及有机过氧化物交联剂、抗氧剂和其它功能助剂掺混至均后，先初熔共混，再在继续熔融共混的同时完成交联过程。
[0014]所述HDPE树脂，其密度大于0.945g/cm3，其重均分子量20万～26万，所述耐热聚乙稀树脂带有α携带链，所述原料树脂包括粉体料或颗粒体料；
[0015]所述交联改性，是指交联剂受热分解产生自由基并夺取PE大分子所携带的氢后促成了PE大分子产生自由基并发生桥接反应的过程。
[0016]所述动态同步交联改性，是在PE大分子链相对运动中完成的。
[0017]所述动态同步交联，采用二阶单螺杆挤出机组，当原料树脂为颗粒状时，挤出机1的螺杆为BM型分离螺杆，L/D＝20～24，其压缩比为3.0～3.2，螺杆冷却，承担物料熔融共混；挤出机2的螺杆为等矩不等深渐变螺杆，L/D＝20，其压缩比3.0～3.2，承担物料共混交联成型；当原料树脂为粉体时，挤出机1的螺杆为带混炼头渐变螺杆，L/D＝28～30，其压缩比为4.2～5.0，强制喂料、螺杆冷却，承担物料熔融共混，挤出机2的螺杆为等矩不等深渐变螺杆，L/D＝24，其压缩比3.0～3.2，承担物料共混交联成型。或所述动态同步交联，采用连续混炼机组，该连续混炼机组包括混炼机组和挤出机，所述混炼机承担物料的共混，所述挤出机承担物料的交联成型。或所述动态同步交联，采用具有排气功能的同向平行双螺杆挤出机熔融共混交联成型，其L/D＝40，其前段主要完成熔融共混塑化，其后段主要完成共混交联成型。
[0018]本专利技术热塑性交联聚乙烯树脂的制备方法，采用双阶螺杆式挤出机或连续密炼机组或大长径比平行同向双螺杆机组熔融共混的动态同步交联技术进行HDPE树脂的微交联改性，PE大分子链间在相对运动中完成了包括熔融、塑化、成型的共混过程和交联过程，减少了工序、缩短了工艺流程，突破了DYBP是HDPE交联唯一的过氧化物交联剂，和HDPE的交联改性只能是静态交联的传统理论和观点。
[0019]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细地说明。
附图说明
[0020]图1为本专利技术热塑性交联聚乙烯树脂制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0021]图1为本专利技术热塑性交联聚乙烯树脂制备方法的工艺流程图。如图1所示，TPEXa树
脂的制造，所用原辅料按配方计量后掺混至均，可以采用大长径比排气式平行同向双螺杆挤出机熔融共混交联成型、可以采用双阶单螺杆挤出机组熔融共混交联成型、也可以采用连续混炼机组熔融共混交联成型，以完成TPEXa树脂的制造。
[0022]所述掺混的温度受到严格控制，可以选用高速混合机做掺混设备，则该高速混合机必须是带有冷却夹套，可以保证掺混温度不超过35℃，也可以选用重力配料系统，掺混过程是在惰性气体氮气或二氧化碳气保护下完成的。
[0023]所述熔融共混交联成型，熔融共混和交联成型分为初步熔融共混和熔融共混交联成型二阶段，初步熔融共混阶段，共混温度应高于所用HDPE或PERT树脂的熔融温度，接近或低于过氧化物交联剂的分解温度；熔融共混交联成型阶段，共混温度应高于所用HDPE树脂的熔融温度和过氧化物交联剂一分钟半衰期的分解温度，根据交联速度需要确定；所述切粒，包括冷却切本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性交联聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，以高密度聚乙烯树脂或耐热聚乙烯树脂为原料树脂，添加有机过氧化物交联剂、抗氧剂和其它功能助剂，通过动态同步交联改性，制备出所述热塑性交联聚乙烯树脂；其中，物料的熔融、共混、塑化、成型和交联同时完成。2.根据权利要求1所述的热塑性交联聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，将原料树脂及有机过氧化物交联剂、抗氧剂和其它功能助剂掺混至均后，先初熔共混，再在继续熔融共混的同时完成交联过程。3.根据权利要求1所述的热塑性交联聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述原料树脂为重均分子量22万～26万、密度大于0.945g/cm3的HDPE树脂。4.根据权利要求1所述的热塑性交联聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述动态同步交联，采用二阶单螺杆挤出机组，当原料树脂为颗粒状时，挤出机1的螺杆为BM型分离螺杆，L/D＝20～24，其压缩比为3.0～3....

【专利技术属性】
技术研发人员：段凯歌，于东明，倪佳，朱辉，泮豪，周朝锡，王朝，金振辉，叶旭强，梅振威，赵乙丁，陈舒杰，郑拾玉，
申请(专利权)人：浙江曼瑞德舒适系统有限公司，
类型：发明
国别省市：